陳志曄,陳小燕,劉夢(mèng)琦,馬 林,于生元
1中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院海南分院放射科,海南三亞 572013 中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院 2放射科 3神經(jīng)內(nèi)科,北京 100853
ActaAcadMedSin,2018,40(2):158-162
藥物過(guò)量使用性頭痛(medication-overuse headache,MOH)是一種常見(jiàn)的與藥物過(guò)量使用相關(guān)的慢性繼發(fā)性頭痛[1],腦結(jié)構(gòu)研究顯示MOH患者中腦導(dǎo)水管周?chē)屹|(zhì)(periaqueductal gray,PAG)體積增加[2],進(jìn)一步紋理分析證實(shí)MOH患者紋理特征參數(shù)對(duì)比度增加[3]。腦干作為重要的上行及下行傳導(dǎo)通路,其各個(gè)亞區(qū)體積的變化對(duì)于理解痛覺(jué)傳導(dǎo)機(jī)制具有一定價(jià)值[4]。因而,本研究采用腦干自動(dòng)分割技術(shù)將腦干分割為中腦、腦橋及延髓[5],從而探索MOH患者腦干各亞區(qū)的體積變化,旨在提高對(duì)MOH患者腦干痛覺(jué)傳導(dǎo)機(jī)制的認(rèn)識(shí)。
對(duì)象選取2013至2015年中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科頭痛門(mén)診就診的MOH患者36例(男31例、女5例),社會(huì)招募正常志愿者32例(男20例、女12例)。均行腦部磁共振成像。MOH入組標(biāo)準(zhǔn)為:(1)符合國(guó)際頭痛診斷標(biāo)準(zhǔn)(Ⅲβ版)[6]中藥物過(guò)量性頭痛及偏頭痛;(2)年齡為20~60歲;(3)所有患者均為右利手。正常對(duì)照(normal control,NC)入組標(biāo)準(zhǔn):(1)既往無(wú)頭痛病史;(2)年齡20~60歲;(3)均為右利手。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)既往有慢性病史,如高血壓、糖尿病、冠心病、腦血管病、腫瘤性疾病、感染性疾病、結(jié)蹄組織病或其他類(lèi)型的頭痛;(2)既往有酗酒及藥物濫用史;(3)既往有顱腦外傷、心理性疾病史。MOH患者均采用視覺(jué)模擬評(píng)分法評(píng)估頭痛程度,所有受試者均進(jìn)行漢密爾頓焦慮量表(Hamilton Anxiety Scale,HAMA)、漢密爾頓抑郁量表(Hamilton Depression Scale,HAMD)及簡(jiǎn)易智力狀態(tài)檢查量表(Mini-mental State Examination,MMSE)。
檢查方法采用3.0T 磁共振成像掃描儀及8通道正交線圈進(jìn)行腦結(jié)構(gòu)成像?;颊呷⊙雠P位,頭部?jī)蓚?cè)放置海綿墊固定頭部。結(jié)構(gòu)成像采用三維快速擾相梯度回波序列,掃描參數(shù)如下:重復(fù)時(shí)間=6.3 ms,回波時(shí)間=2.8 ms,翻轉(zhuǎn)角=15°,視野=25.6 cm×25.6 cm,矩陣=256×256,采集次數(shù)=1,層厚=1 mm。
圖像分析采用Freesurfer 6.0軟件(http://www.freesurfer.net/)進(jìn)行分析,分析步驟如下:(1)采用recon-all進(jìn)行容積及表面處理[7];(2)采用Freesurfer 6.0自帶的腦干分割工具將腦干自動(dòng)分割為中腦、腦橋及延髓(圖1),并自動(dòng)計(jì)算體積[5]。
統(tǒng)計(jì)學(xué)處理計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,并進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),非正態(tài)分布數(shù)據(jù)用中位數(shù)(最小值,最大值)表示。計(jì)數(shù)資料組間采用卡方檢驗(yàn),計(jì)量資料組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),非正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。腦干及各分區(qū)體積與各臨床變量(病程、視覺(jué)模擬評(píng)分法評(píng)分、藥量、HAMA、HAMD、MMSE)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
圖1基于Freesurfer 6.0 軟件將腦干分為中腦、腦橋及延髓,并計(jì)算其體積
Fig1The brainstem was segmented into midbrain,pons,and medulla by Freesurfer 6.0 software and then measured
臨床特征36例MOH患者平均病程為(17.81±5.81)年,平均視覺(jué)模擬評(píng)分法評(píng)分為8.2(4,10)分。兩組之間年齡[MOH:(42.47±9.34) 歲,NC:(41.34±10.89) 歲;t=0.65,P=2.00]及性別(MOH:女/男=31/5,NC:女/男=20/12;χ2=3.86,P=0.05)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。MOH患者HAMA及HAMD評(píng)分[19.5(7,45)分及21(2,65)分]均高于NC[(10.19±2.98)分及(8.03±4.34)分](UHAMA=213,PHAMA=0.00;UHAMD=178,PHAMD=0.00)。MOH患者M(jìn)MSE[27(11,30)]與NC[28(26,30)]比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(UMMSE=433,P=0.07)。36例MOH患者中,18例采用單一止痛劑、1例采用單一曲普坦類(lèi)藥物、17例采用聯(lián)合止痛劑,平均服用劑量為(5.45±4.53) 粒/d。
腦干體積MOH患者中腦體積(5.80±0.53)ml顯著小于NC(6.14±0.67) ml(t=2.36,P=0.02)。MOH患者與NC之間腦橋、延髓及腦干總體積差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[MOH:(13.13±1.42) ml、(4.55±0.51)ml、(23.48±2.23)ml,NC:(13.67±1.61)ml、(4.66±0.44)ml、(24.47±2.56)ml(t腦橋=1.47,P腦橋=0.15;t延髓=0.93,P延髓=0.35;t腦干=1.71,P腦干=0.09)](圖2)。Pearson相關(guān)性分析中腦體積與每日用藥數(shù)量呈負(fù)相關(guān)(r=-0.44,P=0.01)(圖3)。
在偏頭痛患者,腦干體積減少腦區(qū)主要位于脊三叉核及被內(nèi)側(cè)橋腦[8]。另有研究顯示偏頭痛患者可以表現(xiàn)出腦干體積減小[4]。本研究顯示MOH患者中腦體積顯著減小,而腦橋、延髓及整個(gè)腦干體積與正常組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,表明中腦體積減少在MOH的發(fā)病中具有一定價(jià)值。有研究顯示MOH患者PAG區(qū)體積增加,而中腦除了PAG區(qū)外,同時(shí)還包括黑質(zhì)、紅核、腹側(cè)頂蓋區(qū)等多種結(jié)構(gòu),在中腦各結(jié)構(gòu)中,PAG主要負(fù)責(zé)痛覺(jué)的下行傳導(dǎo)[9- 10],因此推測(cè)除了PAG區(qū)外,腦干的其他區(qū)域體積可能是減少的。
第3版國(guó)際頭痛診斷標(biāo)準(zhǔn)將MOH定義為規(guī)律并過(guò)量使用治療頭痛藥物超過(guò)3個(gè)月所引發(fā)的每月頭痛天數(shù)超過(guò)15 d的頭痛,停藥后可以緩解[6]。因此,中腦體積的變化,除了疼痛所致的PAG區(qū)體積代償性增加外,可能與藥物所致的PAG區(qū)體積增加之外其他中腦結(jié)構(gòu)體積減少有關(guān),如黑質(zhì)及腹側(cè)頂蓋區(qū)可能存在體積減少。黑質(zhì)和腹側(cè)頂蓋區(qū)為腦內(nèi)邊緣多巴胺系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu),通常被認(rèn)為是腦內(nèi)的獎(jiǎng)賞通路[11],參與藥物成癮的病理生理學(xué)改變[12]。功能成像研究顯示MOH患者在處理決策任務(wù)時(shí),黑質(zhì)及腹側(cè)頂蓋區(qū)功能活動(dòng)減低[13]。另有研究顯示MOH患者藥物戒斷后會(huì)出現(xiàn)邊緣多巴胺系統(tǒng)環(huán)路的激活[14]。因此,中腦的體積減少可能與MOH患者藥物過(guò)量使用有一定的關(guān)系。進(jìn)一步的相關(guān)性分析顯示MOH中腦體積與MOH患者每日藥物用量呈負(fù)相關(guān)。因此,結(jié)合前期研究結(jié)果及本研究發(fā)現(xiàn),認(rèn)為MOH患者中腦體積的變化既包含了痛覺(jué)傳導(dǎo)通路相關(guān)腦區(qū)的體積增加[2],又反應(yīng)了藥物成癮相關(guān)腦區(qū)體積的減少,而后者明顯高于前者,進(jìn)而導(dǎo)致中腦體積的總體減少。因而,推測(cè)MOH患者藥物戒斷治療可以有助中腦體積的恢復(fù),具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究證實(shí)。
MOH:藥物過(guò)量使用性頭痛;NC:正常對(duì)照
MOH:medication-overuse headache;NC:normal control
A.中腦;B.腦橋;C.延髓;D.腦干
A.midbrain;B.pons;C.medulla;D.brainstem
圖2MOH患者及NC腦干體積分布圖
Fig2The distribution plot of the brainstem volume in MOH patients and NC
r=-0.44,P=0.01
圖3MOH患者中腦體積與每日用藥數(shù)量分布圖
Fig3The scatter plot of midbrain volumevs.drugs per day in MOH patients
與腦橋、延髓及整個(gè)腦干體積兩組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義相比,MOH患者中腦體積的減少可以作為評(píng)估MOH患者腦干結(jié)構(gòu)損傷的重要指標(biāo),而相關(guān)性分析進(jìn)一步提示中腦體積減少主要反映MOH患者藥物過(guò)量使用情況。因此,中腦體積的大小可以作為評(píng)估MOH患者腦干損傷的影像學(xué)標(biāo)記物。結(jié)合前期研究分析,將中腦整體體積作為影像學(xué)標(biāo)記物相對(duì)于將單一的中腦的某一結(jié)構(gòu),如PAG區(qū)作為影像學(xué)標(biāo)記物,可能更能反應(yīng)MOH患者藥物過(guò)量使用所致中腦彌漫性損傷的特點(diǎn),而非某一單一結(jié)構(gòu)的損傷。但相關(guān)臨床及影像學(xué)的評(píng)估尚需進(jìn)一步研究。
本研究存在一定的局限性:(1)本研究為橫斷面研究,缺少縱向觀察研究,如藥物戒斷前后的比較;(2)本研究?jī)H對(duì)腦干的亞區(qū)(中腦、腦橋及延髓)進(jìn)行研究,對(duì)于有差異的腦區(qū)(中腦)缺少進(jìn)一步的分區(qū)研究。
綜上,中腦體積減少是MOH腦干結(jié)構(gòu)損傷的特異性改變,可以為MOH發(fā)病機(jī)制的理解提供重要證據(jù),可以作為評(píng)估MOH患者藥物過(guò)量使用所致腦干損傷的影像學(xué)標(biāo)記物。
[1] 李麗,于生元. 藥物過(guò)量性頭痛的研究進(jìn)展[J]. 中華臨床醫(yī)師雜志:電子版,2015,9(7):1233- 1237.
[2] Chen Z,Chen X,Liu M,et al. Volume gain of periaqueductal gray in medication-overuse headache[J]. J Headache Pain,2017,18(1):12. DOI:10. 1186/s10194- 016- 0715- 9.
[3] Chen Z,Chen X,Liu M,et al. Texture features of periaqueductal gray in the patients with medication-overuse headache[J]. J Headache Pain,2017,18(1):14. DOI:10. 1186/s10194- 017- 0727- 0.
[4] Chong CD,Plasencia JD,F(xiàn)rakes DH,et al. Structural alterations of the brainstem in migraine[J]. Neuroimage Clin,2017,13:223- 227. DOI:10. 1016/j. nicl. 2016. 10. 023.
[5] Iglesias JE,Van Leemput K,Bhatt P,et al. Bayesian segmentation of brainstem structures in MRI[J]. Neuroimage,2015,113:184- 195. DOI:10. 1016/j. neuroimage. 2015. 02. 065.
[6] Headache Classification Committee of the International Headache(IHS). The International Classification of Headache Disorders,3rd edition(beta version)[J]. Cephalalgia,2013,33(9):629- 808. DOI:10. 1177/0333102413485658.
[7] Chen Z,Sun J,Yang Y,et al. Cortical thinning in type 2 diabetes mellitus and the recovering effect of insulin therapy[J]. J Clin Neurosci,2015,22(2):275- 279. DOI:10. 1016/j. jocn. 2014. 07. 014.
[8] Marciszewski KK,Meylakh N,Di Pietro F,et al. Altered brainstem anatomy in migraine[J]. Cephalalgia,2017:033310241769488. DOI:10. 1177/0333102417694884.
[9] Coulombe MA,Erpelding N,Kucyi A,et al. Intrinsic functional connectivity of periaqueductal gray subregions in humans[J]. Hum Brain Mapp,2016,37(4):1514- 1530. DOI:10. 1002/hbm. 23117.
[10] Depaulis A,Keay KA,Bandler R. Quiescence and hyporeactivity evoked by activation of cell bodies in the ventrolateral midbrain periaqueductal gray of the rat[J]. Exp Brain Res,1994,99(1):75- 83. DOI:10. 1007/bf00241413.
[11] Arias-Carrion O,Caraza-Santiago X,Salgado-Licona S,et al. Orquestic regulation of neurotransmitters on reward-seeking behavior[J]. Int Arch Med,2014,7:29. DOI:10. 1186/1755- 7682- 7- 29.
[12] Koob GF,Volkow ND. Neurocircuitry of addiction[J]. Neuropsychopharmacology,2010,35(1):217- 238. DOI:10. 1038/npp. 2010. 4.
[13] Schwedt TJ,Chong CD. Medication overuse headache:pathophysiological insights from structural and functional brain MRI research[J]. Headache,2017,57(7):1173- 1178. DOI:10. 1111/head. 13037.
[14] Ferraro S,Grazzi L,Muffatti R,et al. In medication-overuse headache,fMRI shows long-lasting dysfunction in midbrain areas[J]. Headache,2012,52(10):1520- 1534. DOI:10. 1111/j. 1526- 4610. 2012. 02276. x.
中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)報(bào)2018年2期